Jan M. Otte

Intestinal myofibroblasts in innate immune responses of the intestine

BACKGROUND & AIMS Intestinal myofibroblasts are known to respond to inflammatory signals and may play a role in Crohns disease-associated fibrosis. However, putative involvement by myofibroblasts in innate immune responses as part of intestinal host defense has not been characterized. We therefore analyzed expression and regulation of toll-like receptors (TLRs) in colonic human myofibroblasts (CCD-18) and primary human colonic myofibroblasts in comparison with human lung myofibroblasts (CCD-37). METHODS Expression of TLRs (1-10) and NOD 1 and 2 was assessed before and after stimulation with either lipopolysaccharide (LPS) or lipoteichoic acid (LTA) by using a custom microarray, reverse-transcription polymerase chain reaction, Northern blot and Western blot analysis, and immunohistochemistry. Activation of signaling pathways, translocation of p65, and secretion of interleukin (IL)-8 were determined. RESULTS Messenger RNAs encoding for TLR1-9, as well as NOD1 and NOD2, were amplified from cultured and primary human intestinal myofibroblasts. After stimulation with LPS or LTA, a 1.5-4.2-fold up-regulation of TLRs (2, 3, 4, 6, 7) and elements of the signaling cascade (MyD88, TIR domain-containing adapter protein [TIRAP]) was observed. CCD-18 and CCD-37 cells expressed TLR 2 and 4 protein, which were located primarily on the cell membrane. Stimulation with LTA or LPS resulted in activation of the mitogen-activated protein kinases pathway, nuclear translocation of p65, and significantly increased IL-8 secretion. CONCLUSIONS Bacterial components directly activate intestinal myofibroblasts expressing TLRs. These cells may therefore participate in innate immune responses by sensing and responding to bacterial products that have penetrated into the subepithelial compartment.

Chronisch-entzündliche Darmerkrankungen@@@Chronic inflammatory bowel diseases

Während die Häufigkeit von chronischentzündlichen Darmerkrankungen (CED) in Nordeuropa und Nordamerika weitgehend stabil ist, hat in den vergangenen Jahren die Anzahl von Neuerkrankungen in Südeu ropa und Asien deutlich zugenommen. Die Erkrankten sind oft jünger und die Krankheitsbilder sind einem Wandel unterworfen. So treten sowohl komplizierte Verläufe häufiger auf als auch extraintestinale Manifestationen. Neben genetischen Alterationen werden Umwelteinflüsse und bestimmte Ernährungsgewohnheiten als ursächlich relevant diskutiert. CED sind somit als „komplexe genetische Erkrankungen“ zu betrachten, bei denen das Risiko der Erkrankung durch die Kombination mehrerer genetischer und umweltassoziierter Faktoren bestimmt wird. Zusätzlich zu den bereits identifizierten wird eine Vielzahl weiterer, bislang unbekannter Faktoren vermutet. Insbesondere für die Colitis ulcerosa sind Risikogene noch nicht so klar etabliert wie für den Morbus Crohn. Ergebnisse aus genetischen Studien machen jedoch deutlich, dass es sich bei den chronisch-entzündlichen Darmerkrankungen um unterschiedliche Subentitäten handelt, denen (genetisch determinierte) Defekte der intestinalen Barriere gemeinsam ist. Das Konzept der „defekten Darmbarriere“ und der gestörten Immunregulation rückt immer mehr in den Mittelpunkt wissenschaftlicher Diskussion und therapeutischer Strategien. So ist bei CED-Patienten neben einer quantitativen und qualitativen veränderten Zusammensetzung der intestinalen Flora insbesondere auch ein vermehrter, unphysiologischer Kontakt der luminalen Mikroorganismen mit dem intestinalen Epithel sowie ein fehlerhaftes Erkennen der Organismen beschrieben worden. Hieraus können funktionelle Alterationen des Immunsystems folgen, wird dieses doch zumindest partiell durch die Kolonisation des Darms determiniert. Experimentelle und klinische Daten bei einer Untergruppe von Morbus-Crohn-Patienten legen interessanterweise nahe, dass die fehlerhafte Besiedelung des Darms aus einem Mangel an körpereigenen antimikrobiell wirksamen Peptiden (Defensinen) resultiert. Gleichzeitig können wichtige Schaltstellen der Entzündungsregulation genetisch alteriert sein, wodurch sich möglicherweise der sehr unterschiedliche Phänotyp der Patienten erklären lässt.